آشنایی با رشته مهندسی رباتیک

علم آن چه هست را توضیح می دهد ، مهندسی چیزی را که هرگز نبوده خلق می کند . ریاضیات نه علم است و نه مهندسی بلکه ابزار است . فیزیک و شیمی علم هستند ولی مهندسی نیستند . رباتیک علم نیست بلکه مهندسی است . برای عالم بودن فقط به یک نوع استعداد یا هوش نیاز دارید . اما هوش متفاوتی لازم دارید تا چیزی که نبوده است را خلق کنید . خلق و نوآوری ، هوش و توانایی می خواهد . هوش برای حل مسائل و مشکلات و توانایی نفوذ سخن .

رشته مهندسی رباتیک یک برنامه آموزشی با دید تخصصی به رباتیک شامل آموزش زمینه هایی از مهندسی برق، کامپیوتر و مکانیک است که در ساخت و استفاده از ربات ها مورد نیاز هستند. هدف رشته مهندسی رباتیک ، طراحی ماشین های مکانیکی خودمختار (اتونوموس) است. یکی از دلایل ایجاد رشته مهندسی رباتیک در دانشگاه ها ، تجمیع تحقیقات رباتیک است. دانشجویان این رشته باید بتوانند نقش موثری در توسعه تکنولوژی های مربوط به رباتیک داشته باشند. این رشته بر پایه دروس علمی و تحقیقات عملی پایه ریزی می شود که در آزمایشگاه رباتیک و تحت نظارت اساتید انجام خواهند شد. تجربه فعالیت های رباتیکی کشور نشان داده است که دانش آموختگان رشته مهندسی رباتیک به علت ماهیت فرا رشته ای و فعالیت تیمی مورد نیاز این رشته، توانایی مهندسی بسیار زیادی کسب کرده و قادرند در تمام صنایعی که نیازمند خودمختارسازی (اتونوموس) و یا طراحی ماشین آلات صنعتی هستند به خوبی ایفای نقش نموده و در پروژه های صنعتی بزرگ شرکت و یا آن را با موفقیت رهبری نمایند. یک جمله معروف وجود دارد که می گوید : "مهندسی رباتیک ، بهشت ریاضیات است." یعنی تمام دروس رباتیک بر محور ریاضیات شکل گرفته اند.

درس های تدریس شده به دانشجویان به شرح زیر است :

دروس عمومی 21 واحد

فارسی - زبان خارجه - اندیشه ی اسلامی 1 - اندیشه ی اسلامی 2 - آیین زندگی - تفسیر موضوعی قرآن - انقلاب اسلامی - تاریخ اسلام - تربیت بدنی 1 - تربیت بدنی 2 - تنظیم جمعیت

دروس پایه 22 واحد

فیزیک 1 - فیزیک 2 - آزمایشگاه فیزیک 1 - آزمایشگاه فیزیک 2 - ریاضی 1 - ریاضی 2 - معادلات دیفرانسیل - برنامه نویسی - محاسبات عددی

دروس اصلی 61 واحد

نقشه کشی صنعتی - کارگاه ورق کاری و جوش کاری - کارگاه ماشین ابزار - کارگاه برق - زبان تخصصی - کارآموزی تابستان - الکترومغناطیس - ماشین های الکتریکی AC و DC - آزمایشگاه ماشین - مدار های الکتریکی 1 - آزمایشگاه مدار های الکتریکی - مدار های الکترونیکی - آزمایشگاه مدار های الکترونیکی - مدار های منطقی - آزمایشگاه مدار های منطقی - ریاضی مهندسی - تجزیه و تحلیل سیستم ها - کنترل خطی - آزمایشگاه کنترل خطی - استاتیک - دینامیک - دینامیک ماشین - مکانیک سیالات - مقاومت مصالح 1 - مقاومت مصالح 2 - آزمایشگاه مقاومت مصالح - طراحی اجزاء 1 - طراحی اجزاء 2 - پروژه

دروس تخصصی 22 واحد

رباتیک (مکانیک ربات) - سنسور های ربات - کنترل ربات - آزمایشگاه ربات - اصول میکروکامپیوتر ها - الکترونیک قدرت و محرکه - ارتعاشات مکانیکی - طراحی مکانیزم

دروس اختیاری 13 واحد

مدار های الکتریکی 2 - اندازه گیری الکتریکی - مدار های واسطه - کنترل فازی - کنترل مدرن - شبکه های عصبی - سیستم های محرکه - یاتاقان و روغن کاری - علم مواد - آزمایشگاه ارتعاشات - طراحی ماشین با کامپیوتر

دانشگاه های ایران و رشته مهندسی رباتیک

در ایران دانشگاه های زیر در مقطع کارشناسی پیوسته رشته مهندسی رباتیک دانشجو می پذیرند :

1- دانشگاه های دولتی

صنعتی شاهرود - صنعتی همدان

2- موسسه غیر انتفاعی اقبال لاهوری مشهد

3- دانشگاه آزاد اسلامی واحد های

ارسنجان - اقلید - بافت - بجنورد - بوئین زهرا - بوشهر - سبزوار - شبستر - شهر مجلسی - علی آباد کتول - کازرون - کاشان - گرمسار - لامرد - لاهیجان - مرودشت - میانه - نجف آباد

4- دانشگاه پیام نور مرکز های

اصفهان - تبریز - تهران - سیرجان - شیراز - مشهد

در ایران دانشگاه های زیر در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی رباتیک دانشجو می پذیرند :

1- دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2- دانشگاه صنعتی شاهرود

 ارتباط رباتیک و سایر رشته ها

متاسفانه هنوز افراد بسیاری در این پندارند که نیاز به رشته رباتیک، به عنوان یک رشته مستقل وجود ندارد و متخصصان در رشته هایی نظیر مهندسی برق، مکانیک، هوش مصنوعی و ... می توانند از پس امور مرتبط با رباتیک برآیند و یا رباتیک را زیرشاخه ای از این رشته ها می دانند. یقینا این چنین افرادی به علت عدم اطلاعات کافی در اشتباهی محض به سر می برند! ممکن است این رشته ها گرایشی با عنوان رباتیک داشته باشند؛ اما این موضوع به معنی آن نیست که باید رباتیک را زیر شاخه ای از آن ها بدانیم. رباتیک با تمام این رشته ها متفاوت است و یک رشته مستقل می باشد که از تلفیق کردن علوم مذکور به وجود می آید. بدون شک حتی افرادی که در رشته های مذکور، گرایش خود را رباتیک برگزیده و در آن به مطالعه می پردازند، نیز نسبت به تمامی وجوه این رشته اشراف کامل پیدا نکرده و در واقع نمی توان آن ها را مهندس و متخصص رباتیک به شمار آورد. برای مثال، یقینا یک مهندس برق، در زمینه مکانیک دارای اطلاعات زیادی نیست و برعکس. بنابراین در صورت نبود مهندس رباتیک در صنعت، باید از سه یا چهار مهندس در رشته های یاد شده استفاده نمود تا امور مربوط به رباتیک را به پیش برد، که در این صورت نیز مشکل عدم ارتباط مناسب و درک متقابل مهندسین این رشته ها، گریبان گیر صنعت می شود. یک متخصص ربات باید دارای ذهن و اطلاعات چند بعدی در زمینه های مختلف ربات باشد که این موضوع فقط در رشته تخصصی مهندسی رباتیک تحقق می یابد. زیرا کارهای گروهی مورد نیاز و ماهیت بین رشته ای این رشته، بدون شک فارغ التحصیلانی ماهر و انطباق پذیر تربیت می کند که می توانند مهارت های خود را در انواع شرایط به کار گیرند.

همچنین برخی افراد تصور می کنند که رشته رباتیک همان مکاترونیک یا زیرشاخه ای از آن است و چون رشته مکاترونیک وجود دارد، دیگر نیازی به رباتیک نیست! قبلا صحبت های زیادی در مورد تفاوت های رباتیک و مکاترونیک شده است اما ظاهرا همچنان لازم است که تکرار شود و به همین دلیل مجددا به آن اشاراتی کوتاه می کنیم: علم مکاترونیک به معنای خودکار شدن سیستم ها و پیاده سازی اتوماسیون است. درحالی که علم رباتیک به معنای خودمختار شدن سیستم ها و پیاده سازی اتونوموس می باشد. همه ورودی ها در سیستم های مکاترونیکی از پیش تعریف شده و فراهم است اما در سیستم های رباتیکی، خود سیستم وظیفه دریافت و فراهم نمودن ورودی ها را از محیط عهده دار است. سیستم های مکاترونیکی نیازمند اندیشه انسانی به صورت همزمان و یا از پیش می باشند، ولی سیستم های رباتیکی نیازی به فکر و محاسبات انسانی ندارند. در حقیقت می توان گفت، رباتیک دانشی جدیدتر از مکاترونیک و نوع تکامل یافته آن است و به همین دلیل برتری آن بر مکاترونیک مشخص است. جهان کنونی درحال قدم نهادن در راه خودمختار سازی صنایع و ابزارهاست و به نظر می رسد علم مکاترونیک دیگر به تنهایی قادر به برطرف نمودن این نیاز گسترده نمی باشد. اکنون، کمتر نشریه علمی (مهندسی) را می توان یافت که در آن به اختراع یا تولید یک محصول کاملا خودمختار (از قبیل کاوشگر، هواپیما، اتومبیل، چراغ راهنما، ماشین نظافت چی و ...) اشاره ای نشده باشد. احتمالا در چند سال آینده، در اغلب کارخانه های مهم جهان سیستم های خودکار جایشان را به سیستم های خودمختار خواهند داد و به طور کامل رباتیکی می شوند.

هفته ملی رباتیک

رشته مهندسی رباتیک مورخ 29 اردیبهشت 1381 توسط وزارت علوم و فناوری تصویب و ابلاغ گردید . دانشگاه صنعتی شاهرود اولین دانشگاهی بود که از مهر همان سال در این رشته دانشجو گرفت . از این رو هر ساله در هفته ای که 29 اردیبهشت در آن قرار گرفته است جشنواره ملی رباتیک برگزار می گردد.

صنعت و رباتیک

مهندسی رباتیک رشته ای است که جهت پاسخ به نیاز صنعت در طراحی، تولید، نگهداری و تعمیرات ربات ها پدید آمده است. در حقیقت وجود افراد متخصص در بخش رباتیک، داروی شفا بخش صنعت کشور است.
نیاز امروز صنایع ایجاب می کند که بسیاری از امور توسط ربات ها و با حداقل دخالت انسان و یا حتی بدون دخالت نیروی انسانی انجام پذیرد. در صنعت، گاهی اوقات نیاز است که کارهایی صورت پذیرد که انسان به هیچ وجه، توانایی انجامش را ندارد. در این موارد ربات ها می توانند بهترین راه حل و مدد رسان آدمی باشند. همچنین، کارخانه ها برای افزایش سرعت، کیفیت، دقت و هزینه ی پایین تر به سمت رباتیکی کردن تمامی قسمت های کارخانه پیش می روند و در بعضی از قسمت ها که برای انسان خطرناک است، مانند جوشکاری و رنگ پاشی و سموم شیمیایی و .... ناچار به استفاده از ربات می شوند. به طور اجمالی می توان گفت، از جمله مزایای به کارگیری ربات ها در بخش صنعت عبارت است مس توان به افزایش بهره وری، افزایش تولید، بهبود کیفیت کار، افزایش دقت، جلوگیری از اتلاف نیروی انسانی، افزایش سرعت، کاهش هزینه، کاهش ضایعات ، چند منظوره بودن، هوشمند بودن، عدم خستگی و... اشاره نمود.

آینده ی رباتیک

پیش بینی می شود که رباتیک یکی از 10 صنعت برتر آینده باشد. کاربرد محصولات رباتیک از محدوده کارخانجات فراتر رفته و در حال تسری به کاربردهای روزمره است. توسعه و تحقیق در مورد کاربردهای جدید نیازمند توجه ویژه به این رشته و تربیت مهندسین خلاق و متخصص است. ربات ها هر روز گسترده تر می شوند به زودی ربات های پرستار نظافتچی فوتبالیست آشپز مربی و ... به تولید انبوه می رسند قرار است تا سال 2050 مهندسان رباتیک یک تیم فوتبال متشکل از ربات های انسا نما بسازند که با تیم منتخب انسان ها بازی کنند و آن ها را شکست دهند . یک روز فرا می رسد که در هر خانه ای یک ربات انسان نما و همه کاره وجود داشته باشد و در صنایع و کشاورزی و ... دیگر به انسان نیاز نباشد و انسان در آن فقط تفریح و تولید علم کند .

رباتیک و ایران

متاسفانه تمامی ربات های کشور وارداتی می باشد و شرکت های فعال در این زمینه فقط وارد کننده و تعمیر کننده می باشند و متاسفانه هنوز تولید کننده نداریم . هر ساله مسابقات رباتیک بسیاری در ایران به منظور علاقه مند کردن دانشجویان به کار در زمینه ی ربات برگزار می شود.

وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر

مهندسی رباتیک در ایران ، فقط در دو مقطعی کارشناسی و کارشناسی ارشد ارائه می گردد. بنابراین علاقه مندان ادامه تحصیل در مقاطع دکترا و پست دکترا ناگریرند برای ادامه تحصیل به خارج از کشور مهاجرت نمایند.

داوطلبان ادامه تحصیل در رشته کارشناسی ارشد رباتیک می توانند از طریق شرکت در امتحان ورودی مجموعه مهندسی کامپیوتر این رشته را انتحاب نمایند. دروس امتحانی رشته مهندسی رباتیک برای این مجموعه امتحانی به صورت زیر تعیین می باشد:

1- مجموعه مهندسی کامپیوتر
a. زبان عمومی و تخصصی ضریب 1
b. ریاضیات ضریب 3
c. دروس مشترک ضریب 2
d. دروس تخصصی هوش مصنوعی ضریب 3

بازار کار

رباتیک علم طراحی و ساخت ربات است. رشته مهندسی رباتیک جهت پاسخ به نیاز صنعت در طراحی و تولید رباتها پدید آمد. کار اصلی این رشته طراحی ماشینهای مکانیکی خودمختار می باشد. از این رو در هر رسته ای که نیاز به خودمختارسازی در آن احساس شود به وجود مهندسین رباتیک نیاز است. در صنایعی که کار در محیط آن برای انسان خطرناک است و نیز در صنایعی که کاری می بایست با دقت فراتر از دست انسان انجام شود استفاده از رباتیک ضروری می باشد.

1- مشاغل رباتیکی در صنایع آب : هوشمند سازی و خودمختاری استخرهای پرورش و تکثیر آبزیان - هوشمند سازی و خودمختارسازی تصفیه خانه های آب و فاضلاب - بازرسی خودمختار از کانالهای انتقال آب و شبکه های آبیاری و زهکشی - و ...

2- مشاغل رباتیکی در صنایع راه و ترابری: کنترل ترافیک هوشمند - طراحی و تولید تابلوهای هوشمند و علائم متحرک در راه ها - خط کشی خودمختار راه ها - نظافت خودمختار راه ها - ترمیم خودمختار راه ها - خود مختاری راه های ریلی - و ...

3- مشاغل رباتیکی در صنایع تولیدی: طراحی ، تولید ، نصب ، نگهداری ، تعمیر و هوشمندسازی کلیه تاسیسات و تجهیزات (صنایع غذایی - صنایع تبدیلی - صنایع نساجی - صنایع پوشاک - صنایع چرم - صنایع چوب - صنایع شیشه - صنایع سلولزی - صنایع شیمیایی - صنایع سنگین - صنایع معدنی - صنایع فلزی - کارخانجات ابزارآلات و ماشین ها - صنایع تولید وسایل آزمایشگاهی - کارخانجات تولید وسایل حمل و نقل - خطوط انتقال مواد در کارخانجات) - اتوماسیون صنعتی شامل کنترل ، ابزار دقیق ، مانیتورینگ ، اسکادا و نظایر آن - طراحی خطوط تولید - طراحی ، تولید ، نصب ، نگهداری ، تعمیر و برنامه نویسی بازوهای صنعتی - و ...

4- مشاغل رباتیکی در صنایع نیرو: هوشمند سازی و خودمختاری کلیه عملیات تولید - توزیع و انتقال نیرو اعم از نیروگاه ها - شبکه های برق - تاسیسات برقی - پست های توزیع - سیستم های کنترل ابزار دقیق و نظایر آن - و ...

5- مشاغل رباتیکی در صنایع تاسیسات و تجهیزات: هوشمند سازی شبکه گازرسانی شهری - هوشمند سازی و خودمختاری سیستم های سرد کننده ساختمان - هوشمند سازی و خودمختاری انتقال زباله ها - طراحی و هوشمند سازی وسایل انتقال (مانند آسانسور ، پله برقی و ... ) - طراحی و تولید سیستم های خبر و هشدار دهنده های هوشمند - طراحی و تولید تجهیزات هوشمند آشپزخانه- سلف سرویس و...

6- مشاغل رباتیکی در کاوش های زمینی: اکتشاف خود مختار - حفاری های رباتیک آبی - کاوش های رباتیک زمینی و دریایی - حفاری های رباتیک بستر دریا - نقشه برداری های خود مختار - و ...

7- مشاغل رباتیکی در صنایع ارتباطات: هوشمند کردن شبکه های پستی - هوشمند کردن ایستگاه های ماهواره ای - و ...

8- مشاغل رباتیکی در کشاورزی: هوشمند سازی و خودمختاری کلیه مراحل کاشت داشت برداشت - جنگلداری رباتیک - آبیاری رباتیک فضای سبز - دامپروری رباتیک (شامل طیور ، گاوداری ، گوسفند داری ، شیلات ، آبزیان و نظایر آن) - و ...

9- مشاغل رباتیکی در صنایع خدماتی: طراحی و تولید و نصب سیستمهای اطفاء حریق (شهری - صنعتی - جنگل ها) - نگهبانی و حفاظت هوشمند و خودمختار - طراحی و اجرای سیستم های امنیتی و نظارتی - و ...

10 مشاغل رباتیکی در صنایع نفت و گاز: هوشمند سازی و خودمختاری کلیه تاسیسات سر چاهی و خطوط لوله - هوشمند سازی و خودمختاری فرآوری نفت و گاز - هوشمند سازی و خودمختاری کلیه فرایند های پالایشگاه های نفت و گاز و کارخانه های پتروشیمی - و ...

آیین مهندسی رباتیک

من با فروتنی و عنایت پروردگار سوگند می خورم ؛
به عنوان یک مهندس رباتیک ، دانش و مهارت حرفه ای خود را در خدمت پیشبرد و بهبود خوشبختی و سلامت انسان می گذارم ؛
سوگند می خورم و شهادت می دهم ؛
که همه تلاش خود را در این را بکنم ؛
که در هیچ تعهدی مگر شرافتمندانه شرکت نجویم ؛
که بر مرام انسان زندگی کنم و کارم را در بالاترین حد استاندارد حرفه ای انجام دهم ؛
که خدمت را برتر از سود بدانم ، ارج و اعتبار حرفه را بیش از بهره گیری شخصی ، و سلامت جامعه بشری را فرای همه ی جنبه های دیگر بدانم .

زیر بخش های مهندسی رباتیک

علم رباتیک را می توان به چهار بخش تقسیم کرد که هر کدام نیز به زیر مجموعه هایی تقسیم می شود .

1. الکترونیک ( مدارات دیجیتال - مدارات آنالوگ و ... )
2. کنترل ( کنترل دیجیتال - کنترل خطی - کنترل فازی و .... )
3. کامپیوتر ( برنامه نویسی - هوش مصنوعی - الگوریتم - شبکه و ... )
4. مکانیک ( حرکت شناسی - نیرو شناسی - مواد و مقاومت - دینامیک - سیالات - ارتعاشات و ... )
یک ربات بدون در نظر گرفتن هر یک از آن ها نمی تواند اقتصادی و ایمن و بهینه باشد .
بنابراین برای ساخت بهینه یک ربات باید تمام محدودیت ها و جوانب کار را در نظر بگیریم .

طراحی ربات

طراحی ، تدوین نقشه ای برای ساخت یک محصول رباتیک به بهترین نحو ممکن می باشد . طراحی بر خلاف علوم محض ، پاسخ منحصر به فرد ندارد و یافتن جواب کاملا مطلق امکان ندارد در طراحی همیشه خطا وجود دارد .
محصول نهایی باید کارامد ، وظیفه مند ، ایمن ، اعتماد پذیر ، رقابت پذیر ، قابل ساخت ، با کیفیت ، دقیق ، اقتصادی ، بازدهی زیاد ، سازگار ، چابک ، انعطاف پذیر ، تکرار پذیر ، زمان کار طولانی ، مشتری پسند و همسو با کارگران باشد .
محصول باید با هدف حل یکی یا چند مشکل جهانی طراحی شود . در طراحی از ابزار های مختلفی چون نقشه کشی هندسه ریاضیات رایانه و ... استفاده می شود .
طراحی در واقع یک ابتکار خلاقانه ای می باشد که موجب حل مشکلی یا بهبود وضع موجود می شود .